Wymienniki ciepła (LMTD): karta pracy z odpowiedziami

Darmowa karta pracy do druku – Wymienniki ciepła (LMTD): 6 zadań od łatwych do poziomu egzaminu, z kluczem odpowiedzi. Wydrukuj ją lub zapisz jako PDF.

Nowa karta pracyĆwicz online z podpowiedziami

Dla nauczycieli: można bezpłatnie drukować, kopiować i używać na zajęciach. Każdy nowy arkusz ma nowe wartości i własny klucz odpowiedzi. Będziemy wdzięczni za link do ExamProblems na stronie kursu.

Imię: ____________________   Data: ____________

1.Łatwy
długośćT150 °C125 °C85 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 150 do 125 °C, a zimny nagrzewa się od 25 do 85 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 150 → 125 °CTc: 25 → 85 °C
ΔTlm = K
2.Łatwy
długośćT110 °C45 °C55 °C10 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

W przeciwprądowym wymienniku ciepła gorący płyn stygnie od 110 do 45 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 55 °C. Wyznacz średnią logarytmiczną różnicę temperatur ΔTlm.

Th: 110 → 45 °CTc: 10 → 55 °C
ΔTlm = K
3.Średni
długośćT110 °C10 °C40 °CΔT₁ΔT₂kondensująca para

W skraplaczu para skrapla się na zewnętrznej powierzchni rur w stałej temperaturze 110 °C. Woda chłodząca (0,5 kg/s, cp = 4,18 kJ/(kg·K)) płynie przez rury i nagrzewa się od 10 do 40 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1000 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Ts = 110 °Cṁ = 0,5 kg/scp = 4,18 kJ/(kg·K)Tc: 10 → 40 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²
4.Średni
długośćT160 °C135 °C10 °C45 °CΔT₁ΔT₂współprąd

Współprądowy wymiennik ciepła przekazuje 240 kW. Gorący płyn stygnie od 160 do 135 °C, a zimny nagrzewa się od 10 do 45 °C. Współczynnik przenikania ciepła wynosi 1500 W/(m²·K). Wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

Q̇ = 240 kWU = 1500 W/(m²·K)Th: 160 → 135 °CTc: 10 → 45 °C
A = m²
5.Trudny
długośćT80 °C60 °C38,4 °C25 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (2 kg/s, cp = 2,1 kJ/(kg·K)) stygnie od 80 do 60 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 1,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 25 °C. Przy U = 1500 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 2 kg/scp,h = 2,1 kJ/(kg·K)Th: 80 → 60 °Cṁc = 1,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 25 °CU = 1500 W/(m²·K)
A = m²
6.Trudny
długośćT90 °C50 °C62,85 °C15 °CΔT₁ΔT₂przeciwprąd

Gorący olej (1 kg/s, cp = 2,5 kJ/(kg·K)) stygnie od 90 do 50 °C w wymienniku przeciwprądowym. Podgrzewa 0,5 kg/s wody (cp = 4,18 kJ/(kg·K)) wpływającej z temperaturą 15 °C. Przy U = 1000 W/(m²·K) wyznacz potrzebną powierzchnię wymiany ciepła A.

ṁh = 1 kg/scp,h = 2,5 kJ/(kg·K)Th: 90 → 50 °Cṁc = 0,5 kg/scp,c = 4,18 kJ/(kg·K)Tc,in = 15 °CU = 1000 W/(m²·K)
A = m²

Klucz odpowiedzi

  1. 1. ΔTlm = 81,25 K
  2. 2. ΔTlm = 44,25 K
  3. 3. A = 0,7455 m²
  4. 4. A = 1,362 m²
  5. 5. A = 1,466 m²
  6. 6. A = 3,235 m²

Pełne rozwiązania krok po kroku: ćwicz ten temat na examproblems.com.